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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 平常所說(shuō)的靜電放電發(fā)生器是模擬哪種靜電放電模型? [打印本頁(yè)]

作者: Wellqi 時(shí)間: 2006-11-14 11:02
標(biāo)題: 平常所說(shuō)的靜電放電發(fā)生器是模擬哪種靜電放電模型?
我們平常所說(shuō)的靜電放電發(fā)生器用來(lái)測(cè)試靜電放電干擾度試驗(yàn)GB/T17626.2它是模擬哪種靜電放電模型呢?
根據(jù)我所了解,它分為兩種:
一、普通靜電放電發(fā)生器，它主要是模擬人體金屬ESD模型。如：型號(hào)：ESD-20，它就是模擬這種模型。
二、半導(dǎo)體靜電放電發(fā)生器，它主要是模擬人體模型HBM或機(jī)器模型MM，如：型號(hào)：ESD-606A它可以通過(guò)阻容套件來(lái)更改模式...

1.人體金屬ＥＳＤ模型（場(chǎng)增強(qiáng)ＥＳＤ模型）
場(chǎng)增強(qiáng)模型或人體金屬模型是用來(lái)描述人體通過(guò)手握金屬工具如鑷子等的放電模型。由于靜電場(chǎng)集中在工具的最尖處，所以有效放電電阻減小。這種模型電阻為350Ω～500Ω，電容與人體模型的電容相等。由于時(shí)間常數(shù)正比于電阻，其主要的區(qū)別在于這種模型的低電阻引起的放電電流上升和下降時(shí)間較快。

2.機(jī)器模型(MM)
機(jī)器模型因在日本得到廣泛應(yīng)用，也叫日本模型。與家具模型不同的是它主要由200pf電容串非常低的電阻（<10Ω）代替通常串聯(lián)的電阻構(gòu)成。機(jī)器模型的典型代表如帶電絕緣的機(jī)器人手臂、車輛、絕緣導(dǎo)體等。機(jī)器模型放電的波形與預(yù)料的家具模型波形相似，不同的是帶電電容較大。典型的機(jī)器模型對(duì)小電阻（＜10Ω）放電的波形, 峰值電流可達(dá)幾百安培，持續(xù)時(shí)間（決定于放電通路的電感）為幾百納秒。

3.家具ESD模型
生活和生產(chǎn)過(guò)程中，除人體ＥＳＤ模型外，家具ＥＳＤ模型也是最為常見(jiàn)的ＥＳＤ模型。家具模型是代表與地絕緣的金屬椅子、手推車、工具箱等家具ＥＳＤ的放電模型。早期的主要研究是測(cè)量典型家具的電容和放電電流。其電容大約在幾十至135PF左右。家具放電的主要特點(diǎn)是低的阻抗（15－75Ω），串聯(lián)電感大約在0.2-0.4mH, 因此這導(dǎo)致欠阻尼振蕩。對(duì)于2000Ｖ的放電，其電流波形上升時(shí)間大約在1－8nS之間，半周期（第一個(gè)峰值電流與第一個(gè)反相峰值電流之間）在10－18nS。放電能產(chǎn)生非常大的電流。

4.帶電器件CDM模型
1974年Speakman提出了因器件本身積累靜電而迅速放電造成元件,如一個(gè)集成電路損壞的可能性。這類失效從此稱為帶電器件失效模型。例如從非防靜電的包裝袋內(nèi)取出集成電路并把它放在導(dǎo)電平面時(shí)發(fā)生的ＥＳＤ。由于帶電器件模型在裝配與測(cè)試中成為主要的失效模型，所以這種模型在1980年進(jìn)行了許多論述。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)模擬雙列式封裝（DIP）管的處理產(chǎn)生的摩擦起電導(dǎo)致大部分靜電積累在引線上。管腳上電荷的典型值為3ｎC，塑料包裝上的電荷小于0.2ｎC 。這表明大部分電荷就象在導(dǎo)體上一樣可以移動(dòng)。通常情況下，器件為集成電路、混合器件或其它對(duì)地有電容的組件。

作者: Wellqi 時(shí)間: 2006-11-14 11:03
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5.人體模型(HBM)
人體靜電是引起火炸藥和電火工品發(fā)生意外爆炸的最主要和最經(jīng)常的因素，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)電火工品的防靜電危害要求都是以防人體靜電為主，并建立了人體模型（Human Body Model - HBM），HMB是ESD模型中建立最早和最主要的模型之一。人體能貯存一定的電荷，所以人體明顯地存在電容。人體也有電阻，這電阻依賴于人體肌肉的彈性、水份、接觸電阻等因素。大部分研究人員認(rèn)為電容器串一電阻是較為合理的電氣模型。過(guò)去有許多研究試圖確定典型人體的這些參數(shù)的適當(dāng)取值。通常把電容器串聯(lián)一電阻作為人體模型。早在1962年，美國(guó)國(guó)家礦務(wù)局[ ]測(cè)得22人次人體電容范圍為95～398PF，平均電容值為240，100次試驗(yàn)測(cè)得手與手之間的平均電阻為4000Ω。這些數(shù)據(jù)為建立了人體模型起了一個(gè)好的開(kāi)端，做過(guò)一些修改之后，用在電子工業(yè)中建立早期的模擬電路。測(cè)得人體電容值的范圍為132－190PF。人體電阻值為87－190Ω。為了求得一致，美國(guó)海軍1980年提出了一個(gè)電容值為100PF，電阻為1.5ｋΩ的所謂“標(biāo)準(zhǔn)人體模型”。這一標(biāo)準(zhǔn)得到廣泛采用，但在后來(lái)也遇到一些問(wèn)題。

6.其它模型
場(chǎng)感應(yīng)ＥＳＤ模型：器件、組件或絕緣導(dǎo)體上因靜電場(chǎng)感應(yīng)會(huì)造成ESD損壞。放電后留在敏感部件上極性相反的電荷在離開(kāi)外電場(chǎng)后又有可能存在放電的雙重危險(xiǎn)。即當(dāng)這部件在以后接地時(shí)存在著第二次ESD事件的可能性。要注意的是所謂的場(chǎng)感應(yīng)模型除電場(chǎng)的作用之外，還必須有放電才能造成危害。所以“場(chǎng)感應(yīng)／放電”這個(gè)術(shù)語(yǔ)更能準(zhǔn)確地描述這種模型。
電容耦合ＥＳＤ模型：McAteer描述了幾個(gè)與前述所有模型不同的失效模型—電容耦合模型（CCM）。這種模型以電容耦合的帶電源到敏感器件節(jié)點(diǎn)的ＥＳＤ失效。這種模型的電路有幾種形式：（ａ）人體電容耦合模型，（ｂ）人體金屬電容耦合模型，（ｃ）帶電器件電容耦合模型（與場(chǎng)感應(yīng)電容耦合模型相同）。（ｄ）機(jī)器模型電容耦模型。這幾種ＣＣＭ的重要性是當(dāng)通過(guò)器件的通路不明顯時(shí)就能使器件失效的微妙方式。應(yīng)該注意的是CCM放電不是簡(jiǎn)單地由于分布電容的存在而發(fā)生。只有當(dāng)通路包含敏感元件時(shí)，放電才發(fā)生。事實(shí)上，電容在直流時(shí)呈現(xiàn)出無(wú)限的阻抗而隨著頻率升高時(shí)阻抗減小。
懸浮器件ＥＳＤ模型：有時(shí)人們會(huì)在參考文獻(xiàn)中遇到懸浮器件模型。這種模型已用在含器件處在不接地（即懸浮）中研究ESD試驗(yàn)方法。通常這模型簡(jiǎn)單地描述為懸浮器件受到人體模型沖擊。理論上，這器件對(duì)地有無(wú)限的阻抗。實(shí)際上，懸浮器件對(duì)地有分布電容，分布電容的大小決定于模型中許多未定的參數(shù)。懸浮器件模型認(rèn)為是ＥＳＤ模型的ＣＣＭ附屬模型中微不足道的例子。僅在分布電容確定后才值得考慮。
瞬時(shí)感應(yīng)ＥＳＤ模型：瞬態(tài)如火花放電或其它帶電體放電能引起如計(jì)算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)短暫干擾。特別是微處理器易受干擾。這種模型實(shí)驗(yàn)上與靜電電磁輻射模型類似，代表了一種嚴(yán)重的問(wèn)題。在后面要專們討論有關(guān)靜電電磁輻射模型。

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